1、第5章 UG NX5.0基础知识,UG软件概述 UG NX 5.0的工作界面 UG的文件操作 UG视图调整 UG图层和坐标系 UG的对象操作和管理,5.1.1 UG软件特点,UG是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。UG提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。,5.1 UG软件概述,UG NX系列软件主要有以下特点：,UG远远超出了传统的CAD设计方法，它采用独特技术提高了机械设计效率、减少了时间及资源上的浪费。,UG软件包含了众多适应不同需求的功能模块。
2、,UG的设计十分精准，适用于任何尺寸和复杂产品的设计需求。,具有统一的数据库，实现了CAD/CAM/CAE等模块之间的无缝数据交换。,采用复合建模技术，可实现实体建模、曲线建模、曲面建模等。,5.1.2 UG NX 5.0功能模块,1CAD模块,CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）主要包括实体建模、自由曲面建模、工程制图、钣金设计、装配建模等模块。,实体建模，它将基于约束的特征造型功能和基于显示的直接几何造型功能无缝地集成一体，提供了强大的复合建模功能。,自由曲面建模，它把实体建模与曲面建模技术融合在一组强大的工具中，并提供全面的编辑功能。,工程制图，它可以使任
3、何设计师、工程师和绘图员能从UG三维实体模型得到相关的二维工程图。,钣金设计，它是基于参数、特征方式的钣金零件建模功能模块，可生成复杂的钣金零件，并可对其进行参数化编辑。,装配建模，它提供了自上而下和自下而上两种装配方法，模拟实际的机械装配过程，利用约束将各个零件图形装配成一个完整的机械结构。,2CAM模块,CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）主要包括加工基础、后处理、型芯和型腔铣削、线切割等模块。,加工基础，提供基于UG的所有加工模块的基础框架。,后处理，使用户可以方便地建立自己的加工后置处理程序。,型芯和型腔铣削，提供了粗加工单个或多个型腔的功
4、能，并可以通过容差型腔铣削加工设计精度低、曲面间有间隙和重叠的形状。,线切割，可以进行2轴和4轴线切割加工，并可以运用多种线切割方式。,3CAE模块,CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）主要包括机构运动及运动力学分析、结构分析、注塑流体仿真等模块。,机构运动及运动力学分析，提供了机械运动系统的虚拟样机。,结构分析，它是一个集成化的建模分析工具，能对零件装配前后进行处理，用于工程仿真和性能评估。,注塑流体仿真，它是对注塑模零件的塑料流动进行仿真的工具。,5.1.3 UG产品设计过程,使用UG软件进行产品设计时应遵循一定的设计过程，才能保证结果的合理性和正
5、确性。其设计过程一般包括以下五步。,第一步，设计前的准备。阅读设计项目，了解设计目的，收集设计中所需的数据，而后编写相应的说明、层次结构等。,第二步，充分地理解设计的模型。比如应该了解主要的设计参数、结构以及约束等设计中需要注意的方面。,第三步，关键结构的设计。主要是对产品的主体结构进行设计，比如确定产品轮廓、轴线和定位孔等。,第四步，零件的相关设计。主体结构设计完成后，需要单独设计每个零件结构。,第五步，细节的处理。模型设计完成后，还需要对细节进行修改，以达到产品的设计要求。,5.1.4 UG的三维建模方法,UG建立三维模型文件主要是通过“特征”来实现的，所谓“特征”就是代表元件某一方面特性
6、的操作。,直接使用“长方体”、“圆柱”、“圆锥”和“球”或“拉伸”、“回转”、“扫略”和“管道”等特征操作生成实体，再就是将曲面进行“加厚”操作，同样可生成实体。在创建好实体后，对其进行“孔”、“刀槽”、“凸起”等特征操作，从而制作出复杂的三维模型。,5.1.5 UG特征的关系,注意：如果一个特征取决于另一个对象而存在，则它是此对象的子对象或相关对象。而此对象反过来就是其子特征的父特征。,父特征可以有多个子特征，而子特征也可以有多个父特征。作为子特征的特征同时也可以是其他特征的父特征。,例如，如下图所示，中图的“抽壳”特征在第一个“回转”特征形成的实体上创建，所以“回转”特征即是“抽壳”特征的
7、父特征。选中“子特征”（比如这里选中“抽壳特征”），在左侧的“部件导航器”中打开“相关性”标签（如下边右图所示），在其列表中可以见到作为父特征的“回转”特征。,回转特征创建的实体,给回转实体添加了抽壳特征,特征之间的关系,启动UG NX 5.0后，系统将显示下图所示的操作界面。,单击此按钮可以新建UG文件,单击此标签可以选择UG的基本功能,单击打开以前操作的UG文件,这里是一些基本的帮助信息,5.2 UG NX 5.0的工作界面,选择“文件”“新建”菜单或单击工具栏中的“新建”按钮，均可打开下图所示“新建”对话框。选择默认的新建文件类型（“模型”），单击“确定”按钮打开绘图界面。,关于这些文件
8、类型的意义，在下边“文件的新建”操作中将详细讲述,5.2.1 菜单栏,与大部分软件一样，UG NX 5.0中的菜单提供了一组分类安排的命令，其工具栏提供了一组常用操作命令。,标题栏,菜单栏,工具栏区,导航栏,历史记录窗口,绘图区,下面首先简要介绍一下各主菜单项的功能：,文件：该菜单项主要提供了一组与文件操作相关的命令，如新建、打开、保存和打印文件等。,编辑：提供了一组与对象和特征编辑相关的命令，如复制、粘贴、选择、移动、显示、隐藏、设置曲线参数等。,视图：提供了一组与视图调整相关的命令，如模型的着色、渲染，设置布局、光源和摄像机等。,插入：利用其中的命令可在模型中插入各种特征，以及将数据从外部
9、文件添加到当前模型中。,格式：用于控制图层、坐标系、引用集，将对象转移到需要的图层，将对象和特征进行编组操作等。,工具：主要作用是放置使用者所有应用模块的工具，通过此菜单可开启所需的工具条，比如可选择“工具”“定制”菜单，在打开的对话框中就可以对各种工具条进行定制，另外还可以打开电子表格、表达式编辑框等实用工具。,装配：装配菜单在装配模式下，具有较多的选项，比如可用于生成爆炸视图、编辑装配结构、进行克隆等操作，在普通建模模式下只具有生成装配报告等功能。,信息：其主要的功能是列出所指定的项目或零件的信息。,分析：提供了一组测量和分析命令，使用这些命令可显示模型的有关信息并修改分析模型的参数，例如
10、，比较两个零件间特征或几何的差异，测量模型的长度、角度、区域等几何属性，以及分析装配间隙等。,首选项：提供了一些选项，可用于设置当前的操作环境。,窗口：用于新建工作窗口，并设置窗口间的排列方式，以及在打开的窗口间切换等操作。,帮助：用来访问软件帮助主页，获取即时帮助，以及了解软件版本信息和客户服务信息等。,5.2.2 工具条,系统默认打开、并经常使用的工具条是“标准”、“视图”、“实用”和“分析”工具条（位于工具栏区的上边一排），下面对这些工具条进行一下介绍。,标准工具条,单击此按钮将弹出一“开始”菜单，选择菜单中的项可在UG的各个功能模块间切换,这几个按钮分别用于“新建”、“打开”和“保存”
11、文件的操作,这几个按钮分别用于对对象进行“剪切”、“复制”、“粘贴”和“删除”操作,这两个是“撤销”和“重新操作”按钮,单击此按钮可生成所选择对象的分析报告，此报告是对象的详细说明文字,通过单击该“下拉”按钮，在弹出的菜单中可以选择其他命令,视图工具条,单击此“适合窗口”按钮后，系统将自动调整工作视图，以显示视图中的所有对象,单击此按钮后，在操作区画一个框，系统工作区将显示框中的部分,单击此按钮后，系统会根据选择的对象自动调整视图，以完全显示此对象,这三个按钮分别用于“放大/缩小”、“旋转”和“平移”视图,这两个按钮可将对象“截断”，以利于绘制一些复杂的对象,这是一组切换视角的操作按钮，单击右
12、侧的下拉按钮，可以令当前工作区以“左”、“右”、“前”等方向显示,此按钮用于改变视图的投影方式，在“平行投影”和“透视投影”中切换,这是一组改变对象的渲染方式的操作按钮，比如可以让对象只以线框显示,通过此下拉按钮可以设置工具条中的其他操作按钮，也可隐藏按钮,实用工具条,这两个按钮分别用于“显示/隐藏”坐标系和重定位当前的坐标系,这三个按钮用于设置对象的显示和隐藏,单击此下拉按钮可添加或删除实用工具按钮,此按钮用于调整对象的显示状态，比如调整对象的“图层”、“线形”、“透明度”和“颜色”等,分析工具条,分析工具就是用来分析对象创建的是否正确的工具，比如可测量对象的“长”、“宽”，并测量角度等,单
13、击此下拉按钮可添加或删除分析工具按钮,在此下拉列表中可设置当前限制选择的对象区域，比如可设置只能选择“边”、“面”、“实体”或“特征”等,此按钮可以对选择对象的细节进行过滤，比如可设置只能选择“黄”颜色的对象等,重置“选择杆”为初始状态,这三个按钮功能分别为“隐藏选择线框”、“取消所有对象的选择”和“在部件导航器中查找”,选择杆工具条,除了上面介绍的工具条外，UG还针对不同的工作模块提供了大量的实用操作工具条。要打开或关闭这些工具条，可在工具条区域单击鼠标右键，然后从弹出的快捷菜单中进行选择。,通常实用工具条中只显示了部分按钮。添加或移除按钮的方法为：单击工具条右上角的下三角按钮，然后单击“添
14、加或移除按钮”按钮，选择相应的菜单进行设置。,通过勾选来添加按钮,显示了部分按钮,5.2.3 导航栏,装配导航器用于对组件进行装配，在装配章节中将对此导航器进行详细讲述,这两个导航器分别用于即时访问网站，以及查看历史操作记录,Process Studio导航栏用于仿真控制，比如添加“电子冷却系统”等,角色导航器用于设置当前工作界面中使用的系统功能，System visualization scene导航器用于设置“艺术外观”模式下的背景,部件导航器用于切换模型视图、切换摄像机视图、编辑表达式和对模型的历史记录进行操作等,当需要对模型进行渲染或分析时，使用该窗口中的选项可以快速地定义模型的材料,
15、Manufacturing Wizards导航器为加工向导，窗口中提供的是进入CAM中各个功能模块的向导,5.2.4 操作区,“操作区”也叫“绘图区”，是UG的工作区域，用于显示或制作模型。,操作区,操作区的快捷操作菜单,模型,绝对坐标系,运行UG NX 5.0，新建或打开一个文件，单击工具条中的倒三角按钮 ，选择“添加或移除按钮”“定制”命令,1,5.3 上机实践工具条的定制,在打开的“定制”对话框中取消“选择杆”前的“勾”，然后勾选“曲线”及“曲面”项，完成后单击“关闭”按钮，完成工具条的定制,2,添加的“曲线”和“曲面”工具条,5.4.1 新建文件,启动UG NX 5.0后，单击“新建”
16、按钮 或选择“文件”“新建”菜单,1,5.4 UG的文件操作,在打开的“文件新建”对话框中选择模型标签页中的“模型”项，设置其单位、名称及保存位置，然后单击“确定”按钮完成文件的新建,2,文件类型,为了方便后面的学习，下面简单介绍一下各种UG文件的特点。,“模型”、“模型样式1”和“模型蓝图样式”用来建立模型文件，其中“模型”是带有基准坐标的建模文件；“模型样式1”是带有基准坐标和X-Y平面栅格的建模文件；“模型蓝图样式”和“模型样式1”相似，不过它里面模型的颜色为蓝色。,模型,模型样式1,模型蓝图样式,“装配”用来建立装配文件，在本书第11章“组件装配”中使用了该文件类型。,“外观造型设计”
17、用来创建精美的曲线、曲面造型，该模式下包含许多专业的设计工具，如艺术曲线、艺术曲面、艺术编辑、艺术实体等，同时还可以添加背景、阴影、光线等。,“NX钣金”和“航空钣金”用来创建钣金文件，其中“航空钣金”主要用于航空方面的钣金设计，在本书第9章“NX钣金”中使用了“NX钣金”文件类型。,“逻辑布线”、“机械布管”和“电气布线”都用于在装配中绘制不同类型的管道线。,“毛坯”是不带基准坐标的简化建模文件。,5.4.2 打开和导入文件,选择“文件”“打开”菜单或在工具栏中单击“打开”按钮，可打开“打开部件文件”对话框，在该对话框中选择已存在的模型文件，而后单击“OK”按钮完成文件的装载。,UG也可导入
18、其他工程软件（如Pro/E）制作的模型文件。选择“文件”“导入”“Pro/E”命令，然后在打开的对话框中选择要导入的Pro/E文件即可,文件的保存十分简单，选择“文件”“保存”菜单或单击工具栏中的“保存”按钮 ，即可完成文件的保存,5.4.3 保存文件,如果需要将当前图形另存为一个文件，可选择“文件”“另存为”菜单，打开“部件另存为”对话框，重新设置文件名、保存位置和文件类型，然后单击“OK”按钮将文件保存,5.4.4 文件间的切换,在有多个模型同时打开时，如果需要从一个文件切换到另一个文件进行操作，可打开“窗口”菜单，该菜单中包含了所打开的文件列表，单击要切换的文件名便可以在不同的文件之间切
19、换,5.5.1 使用鼠标和键盘快速调整视图,5.5 UG视图调整,在UG中，鼠标滚轮（同时又是鼠标中键）非常重要，使用它能够快速缩放、平移和旋转视图。,此外这3个键在不同的位置与键盘的一些按键组合使用可以实现不同的功能，具体作用如下表所示。,按住鼠标中建，光标变为 形， 拖动鼠标可以旋转视图,按住【Shift】+鼠标中建，光标变为手形 ，此时拖动鼠标可以移动视图,5.5.2 使用视图工具条调整视图,除了可以利用鼠标和按键快速调整视图外，通过单击“视图”工具栏中的工具按钮还可对视图进行更多的调整，如图所示。对于前边的几个按钮，其作用与鼠标的快捷操作基本相同。,“剖切”按钮：允许创建横截面视图，以
20、更好的观察模型的内部结构。,下面着重看一下“剖切” 、“显示模式” 和“保存工作视图” 按钮的作用。,选中一实体，单击“剖切”按钮 后，系统将弹出“剖切定义”对户框，并自动以实体的中心为坐标轴的原点，在坐标的适当平面上进行剖切，如果对剖切面不满意，可以在“剖切定义”对话框中进行调节，如图所示。,未剖切的实体,注意通过调整此坐标的位置，可以得到不同的剖切效果,剖切的实体,“显示模式”按钮 ：单击该按钮将弹出一下拉菜单，选中不同的选项，在工作区中所显示的视图样式有所不同。如选择“静态线框”模式，那么在操作区中，对象将只以线框的形式表示出来，类似于传统AutoCAD的操作界面，如图所示。,线框样式显
21、示的实体,“保存工作视图”按钮 :单击该按钮将弹出如下边左图所示的“保存工作视图”对话框，在名称一栏中填写新视图的名称，单击“确定”按钮即可将当前视图保存下来。,要使用保存的视图，只需右击操作区，选择“定向视图”“定制视图”命令，打开定制视图对话框，在此对话框中选中我们原先保存的视图即可,5.6.1 图层操作,UG中默认为设计者提供了256个可操作图层，在每个图层中可以创建任意数量的对象，但是当前的工作图层只能有一个，其他图层可以设置为可见或不可见，或者有些图层可以设置为“可选择”状态。,5.6 UG图层和坐标系,图层相当于传统设计者使用的透明图纸，在每个图层中设计一部分内容，然后将图层叠加起
22、来就构成模型的整体，从而方便绘制和管理对象。在UG中，图层是三维的。,可以通过“格式”菜单下的菜单项操作图层，这其中最常使用的菜单是“图层设置”项，选择后将打开 “图层设置”对话框，在此对话框中，可以将某图层设置当前工作层，或设置为“不可见”、“可选” 状态等。,5.6.2 坐标系操作,UG的工作坐标系主要使用笛卡儿坐标系，笛卡儿坐标系可以使用右手定则来判断X、Y、Z轴的方向，右手定则是指右手拇指、食指和中指，三指成90张开，拇指代表正X轴方向、食指代表正Y轴方向，那么中指方向即为正Z轴方向。,单击实用工具条中的“显示WCS”按钮 即可显示工作坐标系，然后通过选择“格式”“WCS”“动态”菜单
23、，可以通过拖动工作坐标系的坐标轴来移动坐标系。,5.7.1 创建对象,新建一个模型文件，单击“特征”工具条中的“圆柱”按钮，打开 “圆柱”对话框,1,在“轴”标签栏中保持默认，再在“属性”标签栏中将“直径”设为“50”、“高度”设为“80”，单击“确定”按钮即可完成圆柱对象的新建,2,5.7 UG的对象操作和管理,其他对象的创建与此相似,5.7.2 选择对象,选择对象是一个最普遍的操作，下面来看一下选择对象的方法。,在工作区利用鼠标单击可选择对象，选中对象后，默认情况下对象颜色将变为红色，继续单击其他对象可选择多个对象。此外，利用鼠标在对象周围拖出一个方框，方框内的对象将全部被选中。,单击即可
24、将其选中,可在这里单击选择要操作的对象,在“部件导航器”对话框的“模型历史记录”列表中选择。,在“编辑”“选择”二级菜单中提供了多种选择对象的方法和类型过滤方法，如选择“最高选择优先级-边”菜单，那么在选择模型时，将非常容易的选取边。,选择此项后将非常容易的选择边,选择“信息”“对象”菜单，打开“类选择”对话框，可以设置某些限定条件选择不同种类的对象，从而提高工作效率。,要取消对象的选取，可采用以下几种方法。,按【Esc】键，可取消全部对象的选取。,按【Shift】鼠标左键，可取消选取单击的对象。,按【Ctrl】【Shift】鼠标左键，在取消当前选择的同时选取光标所指的对象。,5.7.3 删除
25、对象,删除对象的方法十分的简单，就是在选择好要删除的对象后，直接按【Delete】键（或在“标准”工具条中单击“删除”按钮 ）即可完成删除，如果想撤销删除，只需单击“标准”工具条中的“撤销”按钮 。,在删除对象时我们需要注意以下几点：,不能删除非独立存在的对象，如实体的表面、包括其他特征的对象等。,不能直接删除被其他对象引用的对象，如通过“拉伸”曲线生成实体后，不能将该曲线删除。,在对象删除后，若执行了“保存”命令后将无法恢复。,显示：单击“实用工具”工具条中的“显示”按钮 ，然后在工作区选择要显示的对象，并在打开的“类选择”对话框中单击“确定”按钮即可。,隐藏：选择好要隐藏的对象后，单击“实
26、用工具”工具条中的“隐藏”按钮 ，即可将对象隐藏。,5.7.4 隐藏对象,5.8上机实践视图调整和对象操作练习,启动UG软件，单击菜单栏的“打开”按钮，在打开的“打开部件文件”对话框中，选择本书提供的素材文件“1-7-luntai-sc.prt”，单击“OK”按钮，工作区中显示打开文件后画面,1,单击“实用”工具条中的“显示WCS”按钮 ，观察“操作区”中的变化，注意观察此处显示的坐标,2,单击“视图”工具栏中的各个按钮 ，观察模型显示效果，图中为线框显示的轮胎,3,再练习滚动鼠标中键调整视图大小，以及按住【Shift】鼠标中键，平移视图，对轮胎进行观察；右击“部件导航器”中隐藏的“基准坐标系
27、”，在弹出的快捷菜单中选择“显示” ，将基准坐标系显示出来,4,再次单击“显示WCS”按钮 将WCS坐标隐藏，然后右击“基准坐标系”，在弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令，将“基准坐标系”隐藏观察视图区中的效果,5,6,单击“视图”工具栏中的“缩放”按钮 ，框选轮胎的一部分，松开左键观察视图的变化。最后单击“视图”工具栏中的“适合窗口”按钮 ，恢复显示轮胎的正常显示,单击“视图”工具栏中的“截面”按钮 ，打开“剖切定义”对户框，单击剖切平面中的三个按钮，观察视图的变化，最后单击“确定”按钮即可,7,5.9 上机实践绘制连接件,新建一个模型文件，单击“特征”工具条中的“长方体”按钮，打开 “长方体
28、”对话框，将“长度”改为“130”、“宽度”改为“50”、“高度”改为“50”，单击“确定”按钮完成长方体的制作,1,选择“插入”“草图”菜单，打开 “创建草图”对话框，单击长方体侧面，再在“创建草图”对话框中单击“确定”按钮进行草图模式,2,利用“直线”命令绘制图中所示的曲线轮廓，然后单击“草图生成器”工具条中的“完成草图”命令完成草图绘制返回建模模式。再利用同样的方法在长方体的上表面的右侧绘制同样的曲线轮廓,3,单击“特征操作”工具条中的“边倒圆”按钮，打开 “边倒圆”对话框，在“要倒圆的边”标签栏中将“半径1”改为“25”，单击绘有曲线轮廓端的两侧边以及上下两边，然后单击“边倒圆”对话框
29、中的“确定”按钮完成倒圆,4,单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开 “拉伸”对话框，选择长方体侧面的曲线轮廓，在“拉伸”对话框的“方向”标签栏中将“指定矢量”设为Y轴正向（指向长方体内部）,5,在“限制”标签栏中将拉伸距离改为“50”，再在“布尔”标签栏中的“布尔”下拉列表中选择“求差”项，然后单击“确定”按钮完成拉伸求差操作，用同样的方法对长方体上表面的曲线轮廓进行操作,6,单击“特征”工具条中的“孔”按钮，打开 “孔”对话框，在“类型”选项组中单击“简单”按钮 ，单击长方体上表面，在“孔”对话框中将“直径”改为“15”、“深度”改为“50”，单击“确定”按钮打开“定位”对话框,7,在打开“定位”对话框中单击“点到点”按钮，单击侧面曲线轮廓端的上表面圆弧段，打开“设置圆弧的位置”对话框,8,在打开的“设置圆弧的位置”对话框中单击“圆弧中心”按钮完成孔的定位。用同样方法在长方体侧面创建孔，完成连接件绘制,9,
